(57)【要約】【課題】朝一のように現像装置内において長時間放置されて、現像剤の帯電量及び流動性の低下が引き起こすかぶり等の画像不良発生の防止と、ファーストコピーまでに所望の帯電量を得るための時間を削減することを目的とする。【解決手段】現像装置内を現像剤搬送攪拌部材により現像剤が循環する構成において、画像形成時の回転方向を順回転として、現像剤攪拌搬送部材を所定の時間を周期として順回転と逆回転を交互に行うことで現像剤形状に非定常的な変化を与えて通常より搬送形状を大きく変化させ、現像剤をより効果的に攪拌して、解し及び帯電付与の効果を大きくする。【選択図】図３
2007033990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を攪拌搬送する現像剤搬送攪拌部材を少なくとも２つ以上備え、それぞれ隣り合った現像剤搬送攪拌部材の現像剤搬送方向が逆方向であり現像装置内部で現像剤が循環するように搬送される構成の現像装置及び現像剤が攪拌されずに所定時間放置されたかどうかを判断する判断手段を備える画像形成装置において、
前記判断手段によって現像剤が所定時間放置されたと判断された場合、現像剤搬送攪拌部材の攪拌搬送動作を、画像形成動作時の回転方向に対して順回転と逆回転とを交互に行うことが可能な駆動手段及び制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像装置において、現像剤搬送攪拌部材の順回転と逆回転の片回転方向の回転時間が数回転〜十数回転程度であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像装置において、現像剤搬送攪拌部材が動作している間に現像剤担持体を画像形成時と同じ方向に回転させることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像装置において、現像剤搬送攪拌部材の回転速度を通常の画像形成時の攪拌搬送速度より速くすることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
現像剤搬送攪拌部材が現像剤搬送方向に沿った回転軸及び螺旋状の羽根を備えたスクリュー状の構成をしており、螺旋状の羽根の軸方向断面形状が搬送順方向及び逆方向の面形状が互いに異なる形状であることを特徴とする請求項第１〜４の何れかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成プロセスにて用いられる現像装置を備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置では、図１に示すように、像担持体として一般的にドラム状とされている感光体１の表面を帯電器２により一様に帯電させ、帯電した感光体１を露光装置３によって画像情報に応じて露光し、感光体１上に静電潜像を形成する。感光体１に形成された静電潜像は、現像装置４を用いて現像剤のトナーによってトナー像を顕像化する。そして、顕像化された画像は転写装置５によって記録媒体Ｓへ転写される。その後、記録媒体Ｓ上に転写されたトナー像を定着装置６によって熱及び圧力で記録媒体Ｓへと溶融定着する。そして、上記転写プロセス後に感光体１上に残留したトナーをクリーニング装置７によって取り除き、更に除電装置８によって感光ドラム１上に残留した電荷を除去することで感光体１は、次回の画像形成プロセスに備える。
【０００３】
現像装置４としては、現像剤として非磁性トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを備えた２成分現像剤を使用するものがある。特に、カラー画像形成装置においては、トナーに磁性体を含ませなくても良いため、色味が良好である等の理由から広く用いられている。
【０００４】
例えば、２成分現像剤を用いる現像装置４は、一般的に図３及び図４に示すような構成とされる。現像装置４は、現像剤を収容する現像容器４１を有する。現像容器４１は、垂直方向に延在する隔壁４１ｃによって現像室（現像剤搬送経路）４１ａと攪拌室（現像剤搬送経路）４１ｂとに分けられており、現像室４１ａと攪拌室４１ｂ内にはそれぞれ第１の現像剤搬送攪拌部材４２と第２の現像剤搬送攪拌部材４３が配されている。
【０００５】
又、隔壁４１ｃの長手方向端部には、現像室４１ａと攪拌室４１ｂの間で現像剤の通過を許す受け渡し部（現像剤搬送経路）４１ｄ，４１ｅが設けられている。第１及び第２の現像剤搬送攪拌部材４２，４３は、現像剤を攪拌しながら搬送して現像容器４１内を循環させる。現像容器４1 の感光ドラム１に対向する位置には、現像剤担持体としての現像スリーブ４４が回転可能に配置されている。現像スリーブ４４は、磁界発生手段としてのマグネット４５を内蔵する。
【０００６】
第１、第２の現像剤搬送攪拌手段４２，４３によって攪拌されながら搬送され、摩擦帯電によりキャリアの表面にトナーが付着した状態にある２成分現像剤は、マグネット４５が発生する磁界によって現像スリーブ４４表面に引き付けられ担持される。そして、現像剤は、現像スリーブの回転により現像剤層厚規制手段４６を通過し、現像スリーブ４４表面に薄層コートされて感光体１との対向部まで搬送される。該対向部では、マグネット４５が発生する磁界によって現像剤は鎖状の磁気穂を形成する。この磁気穂は、感光ドラム１に近接若しくは接触し、現像スリーブ４４に印加される現像バイアスによりトナーのみが感光体１表面に形成された静電潜像に転移し、感光体１表面に静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【０００７】
上述の電子写真方式の画像形成装置において、現像装置４内において現像剤が長時間搬送及び攪拌されることなく放置された状態にあると、自重等により嵩密度を少なくするように粒子の配置が変化して半ば凝集したような状態になり流動性が低下したり、帯電しているトナー粒子の電荷が失われて現像プロセスにそのまま使用するためには帯電量が不足してしまう等の現象が発生する。そのため、帯電量不足のトナーが発生し感光体１上の静電潜像が描かれていない部分にトナーを現像してしまうカブリ等の不具合が生じる。このように現像装置４が動作せずに長時間放置された状態が続いた場合、次の画像形成を行う場合には現像条件を満足するように現像剤を十分に攪拌し、電荷付与及び流動性を良くしなければならない。
【０００８】
従来、長時間放置後の現像剤の搬送攪拌方法としては、予め設計上決定した十分な電荷付与が可能な運転時間（数十秒〜数分）、現像剤搬送攪拌部材４２，４３を一定速度で空回転をする方法がある。しかし、上記の方法では、次のような問題がある。
【０００９】
即ち、多くの場合、現像剤搬送攪拌部材４２，４３は、搬送方向に設置した回転軸とその回りに螺旋状にテーパ状の羽根を備えたスクリュー形状を有している。このスクリュー状の羽根で現像剤を搬送した場合、現像剤は１ピッチ毎に同じ搬送形状を形成しながら搬送される。このため、現像剤はスクリューに沿って一定構造を保持しながら攪拌されるため、所望の攪拌状態を得るには上記のように時間を要する。
【００１０】
又、攪拌能力を向上するために攪拌室４１ｂの第２の現像剤搬送攪拌部材４３に、回転軸からその径方向に突出し、現像剤搬送方向に所定の幅を持つ攪拌リブ４３ｃを有するものがある。しかし、この攪拌リブ４３ｃは剤面高さを上げ、搬送速度を遅くするため、画像形成時の搬送速度等を考慮すると現像室４１ａに設置することは難しく、現像室４１ａにおける攪拌効果の向上は難しい。
【００１１】
又、特許文献１は、現像剤攪拌の方法として攪拌性の向上とトナー飛散の防止のため及び放置後の画像品質回復のため、長期放置後最初の動作可能状態における所定時間内に通常の搬送攪拌速度より遅い速度で現像剤搬送攪拌手段を回転させること及び長期放置後最初の動作可能状態における所定時間内に攪拌搬送手段の回転方向を所定回転方向と逆転する構成とすることを開示している。
【特許文献１】特開２０００−３４７４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前者の場合、現像装置内の現像剤量によって、例えば現像剤搬送攪拌手段が隠れるほどの現像剤量の場合、所望の時間内に攪拌し十分な帯電量を現像剤に与えることができるかどうかが懸念される。又、後者の場合、長期停止後の画像品質が回復されるまでの所定の時間に現像剤搬送攪拌部材を逆回転させるもので、ファーストプリントまでの間に現像剤の帯電不良の問題を解決する動作を行うことが難しい。又、現像剤搬送攪拌部材がスクリュー形状である場合、途中で回転方向を逆転させても、スクリュー１ピッチ毎に一定の構造をもって一定時間搬送攪拌されるため、上記の所定時間搬送攪拌する方法と比較しても大きな効果はないと考えられる。
【００１３】
従って、本発明の目的は、電子写真方式による画像形成装置において、画像形成動作がなされずに現像装置内の現像剤が長時間放置され帯電量及び流動性が低下したときに、長時間放置後から最初の画像形成までの時間を短縮し且つ現像条件に十分な帯電量を現像剤に与えることが可能である現像装置を備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、現像剤を攪拌搬送する現像剤搬送攪拌部材を少なくとも２つ以上備え、それぞれ隣り合った現像剤搬送攪拌部材の現像剤搬送方向が逆方向であり現像装置内部で現像剤が循環するように搬送される構成の現像装置及び現像剤が攪拌されずに所定時間放置されたかどうかを判断する判断手段を備える画像形成装置において、
前記判断手段によって現像剤が所定時間放置されたと判断された場合、現像剤搬送攪拌部材の攪拌搬送動作を、画像形成動作時の回転方向に対して順回転と逆回転とを交互に行うことが可能な駆動手段及び制御手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の前記現像装置において、現像剤搬送攪拌部材の順回転と逆回転の片回転方向の回転時間が数回転〜十数回転程度であることを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の前記現像装置において、現像剤搬送攪拌部材が動作している間に現像剤担持体を画像形成時と同じ方向に回転させることを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の前記現像装置において、前記現像装置において、現像剤搬送攪拌部材の回転速度を通常の画像形成時の攪拌搬送速度より速くすることを特徴とする。
【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、現像剤搬送攪拌部材が現像剤搬送方向に沿った回転軸及び螺旋状の羽根を備えたスクリュー状の構成をしており、螺旋状の羽根の軸方向断面形状が搬送順方向及び逆方向の面形状が互いに異なる形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、長時間放置され帯電量及び流動性が低下した現像剤を短時間で解す及び帯電付与する効果を得ることが可能となる。
【００２０】
本発明により奏し得る詳細な作用効果の１つは、順方向及び逆方向の循環を交互に行うことで現像剤の搬送形状を大凡非定常的な状態で変化させ、通常の１ピッチ毎の構造を有する搬送状態よりも大きな攪拌効果を得ることが可能なことである。これは、順方向及び逆方向の循環を交互に行うことで、折り返しのときに通常より大きなせん断効果を得ることで定常的な搬送状態より大きな攪拌効果を得ることが可能なことである。これは、搬送方向を折り返す場合、それまで搬送されていた現像剤の搬送方向と現像剤搬送攪拌部材との回転方向逆転するため、現像剤搬送攪拌部材表面から現像剤内部までの速度差が大きくなり、せん断力が大きくなるためである。これにより大きな攪拌効果を得ることができるためである。
【００２１】
又、現像剤搬送攪拌部材の回転する瞬間と停止の瞬間は現像剤搬送形状が定常的な形状になるまでの剤面形状が変化している途中であり、搬送形状の変化が大きくなる。回転軸のトルクを測定すると、回転初期の方が定常回転時のトルクより大きい力が掛かり、攪拌及び搬送等による形状変化に作用させるエネルギが大きくなり、搬送方向を適宜変更することで大きな攪拌効果が得られる。
【００２２】
又、搬送方向を切り替えると、現像剤搬送攪拌部材の上側の現像剤がそれまでの搬送方向に惰性で投げ出されて移動がなされること、そして、現像剤攪拌搬送部材の搬送方向で搬送形状も変わり攪拌効果も異なることにより大きい攪拌効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２４】
＜実施の形態１＞
［画像形成装置の全体構成及び動作］
本実施例で用いる画像形成装置１００の全体構成及び動作について説明する。
【００２５】
図２に本実施の形態における画像形成装置の断面図の概略を示す。
【００２６】
画像形成装置１００は、画像形成装置本体に接続された原稿読み取り装置（スキャナ）或は画像形成装置本体に通信可能に接続されたホスト機器及びパーソナルコンピュータ等の通信端末からの画像情報に従ってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４色フルカラー画像を電子写真方式利用して記録媒体（紙、プラスチックシート、布等）に形成することができる。
【００２７】
本実施の形態に係る画像形成装置１００は、４連タンデム式の画像形成装置であり、複数の像形成手段としてそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成する第１、第２、第３、第４の画像形成部ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＢｋを有する。そして、転写装置５が備える中間転写体５１が図示矢印方向に移動して、各画像形成部を通過する間に、中間転写体５１上に各画像形成部において各色の画像が重ねられる。そして、この中間転写体５１上で重ね合わされた多重トナー像を記録媒体Ｓに転写することで記録画像が得られる。
【００２８】
本実施の形態では、各画像形成プロセスユニットの構造は、現像色が異なる以外は実質的に同一とされるので、以下では特に区別を必要としない場合、何れかのが画像形成プロセスユニットに属する要素であることを示すために符号に与えた添え字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋは省略し、総括的に説明する。
【００２９】
画像形成プロセスユニットＰは、増担持体としてのドラム状の感光体（感光ドラム）１を有する。感光ドラム１の外周には、帯電手段としての帯電装置２、露光手段としての露光装置３（本実施の形態ではレーザ露光光学系）、現像手段としての現像装置４、転写手段としての転写装置５、クリーニング手段としてのクリーニング装置７、除電手段としての除電装置８が設けられている。転写装置５は、中間転写体としての中間転写ベルト５１を有する。中間転写ベルトは、複数のローラに掛け回されて、図示矢印方向に回転する。又、中間転写ベルト５１を介して各感光ドラム１に対向する位置には一次転写部材５２が配されている。又、中間転写体５１が掛け回されたローラのうち１つに対向する位置に二次転写部材５３が配されている。
【００３０】
画像形成時には、最初に帯電装置２によって回転する感光ドラム１の表面を一様に帯電させる。次に、帯電した感光ドラム１の表面を露光装置３により画像信号に応じてレーザにより走査露光することで、感光ドラム１上に静電潜像を形成する。感光ドラム１に形成された該静電潜像は、現像装置４を用いて現像剤のトナーによりトナー像として顕像化する。感光ドラム１上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト５１と感光ドラム１が当接する一次転写部において、一次転写部材５２に印加される一次転写バイアスの作用によって中間転写ベルト５１上に転写される。例えば、４色フルカラー画像の画像形成時には、第１の画像形成プロセスユニットＰＹから順次、各感光ドラム１から中間転写ベルト５１上にトナー像が重なるように転写され、中間転写ベルト５１上に４色の多重トナー像が形成される。
【００３１】
一方、記録媒体の収容部としての給紙トレイ９に収容されている記録媒体Ｓがピックアップローラ、搬送ローラ及びレジストローラ当の記録媒体搬送手段によって、中間転写ベルト５１と二次転写部材５３が当接する二次転写部に中間転写ベルト５１上のトナー像の位置と同期が取られて搬送されてくる。そして、中間転写ベルト５１上の多重トナー像は、二次転写部において二次転写部材５３に印加される二次転写バイアスの作用により記録媒体Ｓ上に転写される。
【００３２】
そして、中間転写ベルト５１から分離された記録媒体S は定着装置６へと搬送される．記録媒体Ｓ上に転写された多重のトナー像は，定着装置６に加熱及び加圧され溶融混合されるとともに、記録媒体Ｓ上に定着される。その後、記録媒体Ｓは、画像形成装置１００の排紙トレイ１０へと排紙される。
【００３３】
又、一次転写プロセス終了後に感光ドラム１上に残留したトナー等の付着物は、クリーニング装置７が備えているクリーニングブレード７１によって掻き取られて回収される。そして、感光ドラム１に残留した静電潜像は、除電装置８によって消去される。これにより、感光ドラム１は次回の画像形成プロセスに備える。又、二次転写プロセス終了後に中間転写ベルト５１上に残留した付着物は、中間転写体クリーナ５４によって掻き取られて回収される。
【００３４】
尚、本実施例の画像形成装置１００は、例えばブラック単色画像等、所望の単色又は４色のうち幾つかの色の画像形成プロセスユニットＰを用いて、単色又はマルチカラーの画像を形成することが可能である。
［現像装置］
次に、図３及び図４を用いて現像装置４について詳細に説明する．
現像装置４は、トナーとキャリアとを備える２成分現像剤を収容する現像容器４１を有する。現像容器４１には、現像剤担持体としての現像スリーブ４４、現像スリーブ４４内に固定して配置された磁界発生手段としてのマグネットロール４５、現像スリーブ４４表面に現像剤を薄層にコートするための現像剤層厚規定手段４６、現像容器４１内の現像剤を攪拌及び搬送するための第１、第２の現像剤搬送攪拌部材４２，４３が配置されている。
【００３５】
現像容器４１の内部は、垂直方向に延在する隔壁４１ｃによって現像室（現像剤搬送経路）４１ａと攪拌室（現像剤搬送経路）４１ｂとに区画されている。そして、現像室４１ａに第１の現像剤搬送攪拌部材４２が配置され、攪拌室４１ｂに第２の現像剤搬送攪拌部材４３が配置されている。隔壁４１ｃの長手方向両端部（図３参照）には、現像室４１ａと攪拌室４１ｂとの間での現像剤の通過を許す受け渡し部（現像剤搬送経路）４１ｄ，４１ｅが設けられている。
【００３６】
本実施の形態では、第１、第２の現像剤搬送攪拌部材４２，４３は何れもスクリュー状の部材（以下、それぞれ「第１のスクリュー」、「第２のスクリュー」と言う）である。つまり、本実施の形態では、第１、第２のスクリュー４２，４３は、それぞれ磁性体の回転軸４２ａ，４３ａの周りに、搬送部としての螺旋形状の羽根４２ｂ，４３ｂを設けて形成されている。
【００３７】
又、本実施の形態では、第２のスクリュー４３には、羽根４３ｂに加えて軸４３ａからその半径方向に突出し、現像剤の搬送方向に所定の幅を有する攪拌リブ４３ｃをも有している。リブ４３ｃは、回転軸４３ａの回転に伴って現像剤を攪拌する。第１のスクリュー４２は、現像室４１ａ内の現像剤を攪拌、搬送する。又、第２のスクリュー４３は、自動トナー補給制御（ＡＴＲ：Auto Toner Replenisher）及びインダクタンスセンサ４７によって検知された透磁率から現像剤のトナー濃度の変動が算出され補給トナー量が決定される。そして、第２のスクリュー４３の搬送上流部にあるトナー補給口からトナーが供給して、既に攪拌室４１ｂ内にある現像剤とを攪拌、搬送してトナー濃度を均一化する。トナー濃度とは、２成分現像剤とトナーの重量パーセントで表されるトナーの濃度のことである。
【００３８】
第１、第２のスクリュー４２，４３は、現像スリーブ４４の回転軸方向（スクリュー長手方向）に沿ってほぼ平行に配置されている。そして、第１のスクリュー４２と第２のスクリュー４３とは、現像スリーブ４４の回転軸方向に沿って互いに逆方向に現像剤を搬送する。こうして、現像剤は、第１、第２のスクリュー４２，４３によって、受け渡し部４１ｄ，４１ｅを介して現像容器４１内を循環させられる。つまり、第１、第２のスクリュー４２，４３の搬送力により、現像プロセスでトナーが消費されてトナー濃度が低下した現像室４１ａ内の現像剤が一方の受け渡し部４１ｄを介して攪拌室４１ｂ内へ移動する。又、トナーが補給されて攪拌された攪拌室４１ｂ内の現像剤が他方の受け渡し部４１ｅを介して現像室４１ａへ移動する。
【００３９】
現像装置４の現像室４１ａは、感光ドラム１に対面した現像領域に相当する位置が開口しており、この現像容器４１の開口部に一部露出するようにして現像スリーブ４４が回転可能に配置されている。本実施の形態では、現像スリーブ４４は非磁性材料で構成され、現像動作時には図示矢印方向に回転する。そして、現像スリーブ４４の内部には、磁界発生手段としての周方向に沿って複数の磁極を有するマグネットロール４５が固定されている。
【００４０】
現像室４１ａ内の現像剤は、第１のスクリュー４２により現像スリーブ４４に供給される。現像スリーブ４４に供給された現像剤は、マグネットロール４５の発生する磁界により現像スリーブ４４上に担持される。現像スリーブ４４上の２成分現像剤は、現像スリーブ４４が回転することによって、規制ブレード４６によって層厚が規制されると共に、感光ドラム１と対向する現像領域へと搬送される。現像領域で、現像スリーブ４４上の現像剤は鎖状の磁気穂を形成する。本実施の形態では、磁気穂を感光ドラム１に接触させて現像剤のトナーを感光ドラム１に供給することで、感光ドラム１上の静電潜像をトナー像として現像する。
【００４１】
又、現像効率、即ち、静電潜像へのトナーの付与率を向上させるために、通常、現像スリーブ４４には電圧印加手段としての現像バイアス電源から直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアス電圧が印加される。感光ドラム１にトナーを供給した後の現像スリーブ４４上の現像剤は、更に現像スリーブが回転することによって現像室４１ａに戻る。
［現像剤搬送攪拌制御手段］
上記画像形成装置１００及び現像装置４において、例えば、早朝のように画像形成プロセスが長時間動作されることがなかった場合、現像容器４１内の現像剤が自重等により嵩密度が小さくなるように移動し、付着し合うことで流動性が低下する。又、前日の最終動作時までは攪拌、搬送され帯電していたトナー粒子も電荷を失って現像条件にそぐわない状態となる。
【００４２】
本実施の形態では、画像形成装置１００の状態が朝一番であることを、電源スイッチのＯＮ／ＯＦＦ及び定着装置６に備えられている定着ローラ６１表面の温度を検知するために配されたサーミスタ６２が検知した温度が予め設定した閾値を下回っているか如何かによって判断する。ここでは、その閾値を９０℃と設定する。
【００４３】
本実施の形態では、上記問題から通常の画像形成条件への回復を援助し、ファーストコピー又はファーストプリントまでの画像形成装置１００の立ち上げ時間の短縮をするために現像装置４は以下の構成を有する。
【００４４】
現像装置４を構成している第１、第２のスクリュー４２，４３の駆動装置と現像スリーブ４４の駆動装置は異なっており、両スクリューと現像スリーブ４４は機構上連動しない構成となっている。現像剤担持体である現像スリーブ４４は、駆動系は独立しているが、スクリューが駆動している間は画像形成持と同じ速度で一定方向に回転する。又、第１、第２のスクリュー４２，４３の駆動装置は、駆動装置であるギア及びモータで構成されている。
【００４５】
ギアは、該モータの回転により第１、第２のスクリュー４２，４３が現像容器４１内に充填されている現像剤の搬送方向がそれぞれ逆方向になるように構成されている。詳細には、該モータは第１スクリュー４２の受け渡し部４１ｄ側のギアに接続され、駆動力を伝達している。又、第１のスクリュー４２の受け渡し部４１ｅ側端にもギアが備えられ、隣接している第２のスクリュー４３のギアに駆動力を伝達することで、第１、第２のスクリュー４２，４３が連動して駆動する構成としている。このとき、第１、第２のスクリュー４２，４３の回転軸４２ａ，４２ｂはそれぞれ逆方向に回転する。そして、第１、第２のスクリュー４２，４３を螺旋状の羽根４２ｂ，４３ｂの回転軸４２ａ，４２ｂに対する巻き付け方向が同方向になるように設置し、それぞれのスクリューで逆方向に現像剤を搬送して現像剤を現像容器４１内部で循環させる。
【００４６】
本発明では、現像装置４が備える第１のスクリュー４２のギアに接続された駆動装置としてのモータは、両方向に回転しトルクを伝達することが可能なモータとし、回転方向を自在に制御可能な制御装置を備えている。
【００４７】
又、画像形成装置１００は、判断及び演算手段としてのＣＰＵ（Central Processing Unit ）、記憶手段としてＨＤＤ（Hard Disk Drive ）及びＲＡＭ（Random Access Memory）、他の装置との情報の授受が可能な通信手段を備えた演算装置を備えている。
【００４８】
画像形成装置１００は、電源スイッチがＯＮ又はスリープモードが解除されると、電源装置は電源ＯＮの信号を演算装置に送信する。演算装置は、電源ＯＮの信号及びサーミスタ６２がモニタしている定着ローラ６の表面温度情報を検知、演算装置内の記憶手段に記憶している朝一判断の温度閾値とモニタした定着ローラ６の表面温度を比較し、該表面温度が閾値（本実施の形態では９０℃）以下であるかどうかを判断する。定着ローラ６の表面温度が９０℃以下であると、演算装置は、第１、第２のスクリュー４２，４３が周期的に順回転と逆回転を交互に繰り返し行うように、通信手段を用いて制御装置に命令を送信する。上記のスクリュー動作情報を受信した制御装置は、画像形成時の回転速度に対応したモータの出力情報を振幅に、順回転と逆回転の２動作を１周期とした矩形波データを作成し、その矩形波情報に応じて駆動装置のモータを駆動し、第１のスクリューに駆動力を与える。
【００４９】
本実施の形態の現像装置では、第１、第２のスクリューはそれぞれ約５．５［ｒｐｓ］、約６．５［ｒｐｓ］であり、高速度カメラによる空回転治具の観察結果から、スクリュー搬送の搬送形状が初期から定常状態に至るまでに一般的に流動性が悪いと言われている常温低湿環境で凡そ０．５秒回転させれば良いことを確認した。又、搬送形状が定常状態を形成する時間を短くすること、あらゆる環境で動作させることを考慮し、片側の搬送攪拌時間を１秒とし、順方向と逆方向の搬送及び攪拌を１サイクルとしたとき、１サイクルを２秒、つまり矩形波の１周期を２秒とした。
【００５０】
本実施の形態の効果について、１度に作製した現像剤をそれぞれの現像装置に分けて充填し、トナーが帯電しにくい高温高湿環境で朝一画像形成まで１０時間放置して、従来例と帯電量を比較した例について図６を参照して以下に述べる。
【００５１】
又、放置前のトナーの帯電量は約２３μＣ／ｇであり、１０時間放置後のトナーの帯電量は約１８μＣ／ｇである。
【００５２】
従来のように、スクリュー及び現像スリーブを通常の画像形成時の回転速度で一定方向に２分間空回転を行うと、トナーの帯電量は約２０μＣ／ｇまで上昇する。又、本実施の形態の方法で、現像容器４１内の現像剤を現像剤搬送経路に沿って順方向と逆方向の搬送及び攪拌を１サイクル２秒周期で行った場合、２分間空回転（上記操作を６０サイクル）を行った（上記走査を６０サイクル）場合、約２２μＣ／ｇまで帯電量が上昇する。又、２分間の帯電量の推移から、本発明の方法では従来の方法より２〜３割程度早く帯電量を上昇させることが可能となる。上述の効果から、本発明によって、従来の方法より効率良く現像剤を攪拌することができ、朝一電源ＯＮ後、最初の画像形成動作までの時間を短縮することができ、ファーストコピーまでの時間が短い画像形成装置を提供することが可能となった。
【００５３】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の他の実施態様について説明する。
【００５４】
本実施の形態の画像形成装置の基本構成は実施の形態１の画像形成装置１００と同じであるので、実施の形態１のものと実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
【００５５】
本実施の形態では、第１、第２のスクリュー４２，４３を順回転、逆回転交互に回転させることで、一定周期で現像剤の循環方向を変化させる実施の形態１の方法において、第1 ，第２のスクリュー４２，４３の回転速度を画像形成動作時の速度より高速にすることで、より短時間で実施の形態１と同様の攪拌効果が得られるようにした。
【００５６】
長時間放置状態は、実施の形態１と同様に電源装置の電源ＯＮ時若しくはスリープモードからの立ち上げ時に演算装置に信号を発信し、該信号を受信した演算装置は定着装置６の定着ローラ６１表面の温度をサーミスタ６２で検知し、記憶手段に記憶されている温度閾値９０℃以下という情報と比較することで判断する。
【００５７】
本実施の形態では、演算装置から制御装置に現像剤搬送の循環方向を順方向、逆方向交互に行うように命令を送信した場合、画像形成時におけるスクリュー回転速度の２倍にしたモータ回転速度の出力情報を振幅に、順回転と逆回転の２動作を１周期とした矩形波データを作成し、その矩形波情報に応じて駆動装置のモータを駆動し、第１のスクリューに駆動力を与える。ここで、スクリューの回転速度が１１〜１３［ｒｐｓ］の場合、現像剤の搬送形状が定常状態に至るまでの回転回数は増加するが、到達時間はほぼ同じであるため、矩形波の周期は実施の形態１と同じ２秒とした。
【００５８】
以下に図６を参照して効果を示す。
【００５９】
実施の形態１と同様に、現像剤を現像装置に充填して、トナーが帯電しにくい高温高湿環境において、朝一画像形成まで１０時間放置するようにして帯電量を測定し、実施の形態１の結果と比較する。本実施の形態の構成では、２分間動作させた後のトナー帯電量は、実施の形態１と同様に約２２μＣ／ｇとなり、又、時間に対する帯電量の推移を比較すると、従来の方法で攪拌したときと比較して、４割程度早くトナーに電荷を付与することが可能となる。
【００６０】
上述の効果から、本発明によって、従来の方法より効率良く現像剤を攪拌することができ、朝一電源ＯＮ後、最初の画像形成動作までの時間を短縮することができ、ファーストコピーまでの時間が短い画像形成装置を提供することが可能となった。
【００６１】
＜実施の形態３＞
次に、本発明の他の実施態様について説明する。
【００６２】
本実施の形態の画像形成装置の基本構成は実施の形態１及び２の画像形成装置１００と同じであるので、実施の形態２のものと実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
【００６３】
本実施の形態では、実施の形態２で述べた構成に加えて、図５に示すように、スクリュー羽根４２ａ，４３ｂの搬送方向前後の長手断面形状を非対称にすることで画像形成時に対して順方向と逆方向の回転方向のときで搬送形状を異なる形状にした。これにより、現像剤の状態の変化をより大きくして、循環方向を順方向、逆方向交互繰り返すことによる攪拌効果を向上させる。又、画像形成プロセスに移行する場合の剤面形状を考慮して、攪拌を停止する直前の攪拌方向は順回転で終わるように制御を行うようにする。
【００６４】
以下に図６を参照して効果を示す。
【００６５】
実施の形態１，２と同様に、現像剤を現像装置に充填して、トナーが帯電しにくい高温高湿環境において、朝一画像形成まで１０時間放置して帯電量を測定し、実施の形態１，２の結果と比較する。本実施の形態の構成では、２分間動作させた後のトナー帯電量は、実施の形態１及び実施の形態３と同様に約２２μＣ／ｇとなり、又、時間に対する帯電量の推移を比較は、従来の方法で攪拌したときと比較して、４〜５割程度早くトナーに電荷を付与することが可能となる。
【００６６】
上述の効果から、本発明によって、従来の方法より効率良く現像剤を攪拌することができ、朝一電源ＯＮ後、最初の画像形成動作までの時間を短縮することができ、ファーストコピーまでの時間が短い画像形成装置を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】電子写真方式の画像形成装置の概略図である。
【図２】画像形成装置の概略断面図である。
【図３】現像装置及び制御手段を示す図である。
【図４】現像装置の概略断面図である。
【図５】スクリューの長手断面図である。
【図６】攪拌・搬送時間に対する帯電量推移を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１００    画像形成装置
１      感光ドラム
２      帯電装置
３      露光装置
４      現像装置
５      転写装置
６      定着装置
７      クリーニング装置
８      除電装置
９      給紙トレイ
１０    排紙トレイ
４１    現像容器（ａ現像室、ｂ攪拌室、ｃ隔壁、ｄ，ｅ受け渡し部）
４２，４３  第１，第２のスクリュー（ａ回転軸，ｂ羽根，ｃリブ）
４４    現像スリーブ
４５    マグネットロール
４６    規制ブレード
【図１】
2007033990.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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